WO2008083670A1 - Verfahren und vorrichtung zur prüfung von unterdruckisolierkörpern - Google Patents

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WO2008083670A1
WO2008083670A1 PCT/DE2008/000027 DE2008000027W WO2008083670A1 WO 2008083670 A1 WO2008083670 A1 WO 2008083670A1 DE 2008000027 W DE2008000027 W DE 2008000027W WO 2008083670 A1 WO2008083670 A1 WO 2008083670A1
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WO
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testing
signal
unterdruckisolierkörpern
unterdruckisolierkörpem
receiver
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PCT/DE2008/000027
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Thomas Lewin
Dirk Büttner
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Sunload Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for testing UnterdruckisolierMechn by means of a mechanical and / or acoustic signal and associated evaluation.
  • Vacuum insulating body e.g. Dewar vessels made of glass or steel, vacuum pans made of sheet steel or plastic (composite) foil with and without fillers (eg glass foam, glass hollow spheres, fumed silica, PUR foam, etc.) are increasingly being used to meet the high insulation requirements in technical products and in the field of insulation Construction area to meet.
  • the existing within the insulating vacuum can have a low, but preferably medium to high vacuum.
  • the internal vacuum may deteriorate due to production or age as well as mechanical damage or drop to ambient pressure in the case of leaks. As a result, the insulating effect of the vacuum insulation body can deteriorate considerably.
  • Vacuum insulation bodies are used various direct and indirect methods, e.g. Pressure or vacuum measuring method, in particular suction cups for measuring a lifting plastic film from the body, in the interior of the vacuum insulation body integrated reflectors for measuring heat figures by means of supplied and dispensed
  • the present invention is therefore an object of the invention to provide a method and an apparatus for testing the tightness or insulation effect of vacuum insulation bodies, in order to achieve the examination of the insulation body without accepting the aforementioned disadvantages.
  • the vacuum insulation is placed for example on a holder and / or fixed and excited with a preferably mechanical and / or acoustic signal generator.
  • the reflected or radiated response signal is recorded and evaluated by means of an evaluation unit.
  • the response signal received by the signal receiver is compared with desired parameters and from this the conformity of the characteristics of the test Lings tested with a proper vacuum insulation body by comparison of limits and / ormetsver strictly speaking into a proper vacuum insulation body by comparison of limits and / orforensicsver strictly speaking into a proper vacuum insulation body by comparison of limits and / orforensicsver strictly speaking.
  • the signal generator is a shock element and abuts the vacuum insulation body from one side.
  • the receiver is a motion sensor on the same or opposite side. The relative position of transmitter and receiver to each other is coupled to the test specimen specific reference data or functions. By means of an electronic circuit, the signal analysis is performed.
  • the signal generator is a sound generator, preferably an ultrasound generator.
  • the response signal contains components of body and air sound, which are modified by a negative pressure or the strength of a negative pressure in the insulating body characteristically.
  • the sound generator is an ultrasound generator which, in addition to the previously described response signals, releases additional heat energy, in particular by friction, which in turn can be detected by a signal receiver, preferably a temperature measuring system or a thermal imaging camera.
  • the volume of a signal is evaluated between the signal generator and receiver.
  • the amplitude and / or underpressure-dependent phase shift of the at least one signal is evaluated.
  • measurements can be repeated, in particular to improve the measurement accuracy (improvement of the signal-to-noise ratio).
  • various signal transmitters and / or signal pickups can also be used locally and / or temporally combined.
  • the inventive concept of the present invention is directed to use waves in the form of sound waves, radio waves, light waves, acoustic waves, microwaves, infrared waves, heat waves or waves in the ultrasonic range and the differences in wavelength, frequency and / or amplitude of einstrahl- ter and reflected wave to determine about the insulating effect of vacuum isolators.
  • Suitable waves are in the frequency range of preferably 10 Hz to 500THz. Are suitable:
  • any device which has a transmitter and receiver, which can be arranged spatially so that a wave from the transmitter to the Unterchristisoiier stresses radiated and a reflected and / or transmitted and / or transmitted wave can be recovered by the receiver ,
  • the present invention relates to a method for testing vacuum insulation bodies, wherein a vacuum insulation body is excited and / or acted upon by at least one mechanical or acoustic signal or a combination of mechanical and acoustic signal, and receive the signal response with at least one receiver unit and evaluated by means of an evaluation and / or compared.
  • the at least one mechanical and / or acoustic signal is preferably a signal pattern, a pulse or an excitation oscillation or combinations thereof.
  • the evaluation unit compares the received signal directly or after mathematical signal analysis with at least one defined comparison parameter, in particular with at least one limit value or at least one limit value function.
  • the method according to the invention uses a calibration curve or a preferred measuring range, which was determined beforehand by standard methods, depending on the type of vacuum insulation body, with perfect reference vacuum insulation bodies. For example, in the respective type of Unterbuchisolier analysesn the highest-amplitude natural frequency or resonant frequency is determined in intact Unterbuchisolier emotionsn and then used as a measuring range for the single test of series products of this type of vacuum insulation.
  • the measured values obtained are then compared with the calibration curve, by means of which both qualitative and quantitative statements regarding the insulating quality of the vacuum insulation bodies can be made. In the simplest case, it is determined whether there is still a vacuum or ambient pressure prevails in the insulating body. On the other hand, it can also be determined whether the vacuum in the vacuum insulation body has decreased and the insulation effect has thereby decreased.
  • the evaluation unit can take into account at least one temperature signal, acoustic signal or optical signal for evaluation.
  • signal generator is preferably at least one non-thermal and / or air or gas pressure-changing signal generator used.
  • Examples of signal generator are mechanical impact or impact elements, sounder, ultrasonic transducer, such as preferably a piezo buzzer or speakers.
  • Suitable signal receivers are motion sensors, sound receivers, such as preferably a microphone, temperature measuring systems, thermal imaging ras or other systems which are able to receive the signals generated by the signal generator and reflected by the vacuum insulation body and preferably to separate from interference signals.
  • the at least one signal receiver preferably measures the impedance.
  • Signalers and signal receivers are preferably placed on opposite sides of the vacuum insulation body, e.g. the signal transmitter largely centered on the front surface of the vacuum insulation and the signal receiver largely centered on the rear surface of the vacuum insulation.
  • the at least one signal receiver measures the signal of the at least one signal transmitter passing through the vacuum insulation body.
  • more than one signal generator and also more than one signal receiver can be used, wherein a signal transmitter and a signal receiver are sufficient for carrying out the method according to the invention.
  • signal transmitter and signal receiver are arranged on opposite surfaces of the vacuum insulation.
  • Signal receiver and signal generator can also be arranged on the same surface of the Unterbuchisolier emotionss, wherein the relative arrangement should not be changed during a measurement as well as in the series measurement of a plurality of Unterbuchisolier emotionsn.
  • the individual signals of the individual receivers are preferably averaged and the averaged value compared with the calibration curve.
  • Measured Unterbuchisolier emotions are preferably at a measured oscillation amplitude below 20%, preferably below 15%, more preferably below 10% to a reference value of an intact UnterchristisolierMechs marked as faulty or displayed and then possibly subjected to error treatment.
  • At least one excitation vibration which is a resonant vibration of the vacuum insulation body, is used to test a changed internal pressure in the vacuum insulation body.
  • the test usually takes 0.1 s to 10 s, preferably 0.5 s to 5 s. In the case of acoustic measurements, care must be taken to ensure that ambient noise is largely eliminated by noise suppression and / or anti-sounding and / or acute encapsulation.
  • the present invention relates to a device for testing vacuum insulation bodies, wherein at least one signal generator and at least one signal receiver are arranged adjacent or substantially opposite a vacuum insulation body and are preferably pressed on.
  • This device thus comprises at least one signal generator for generating a mechanical or acoustic signal and a signal receiver for receiving the signal passing through the vacuum insulation body or reflected by the Unterchristisolier emotions signal and a display unit or an evaluation unit which displays the signal received from the signal receiver or directly such that the measured Unterbuchisolier emotions is output as faulty or error-free.
  • the device may further comprise a holding device for the fixed arrangement of signal transmitter and signal receiver relative to each other.
  • the holding device is configured such that signal transmitter and signal receiver are placed or pressed from opposite sides of the vacuum insulation.
  • the vacuum insulation body is mounted on a, preferably automatically moving, holding device and at least one Sig Signal generator and at least one signal receiver are preferably arranged automatically to the vacuum insulation for a measuring interval, ie preferably pressed. Thereafter, the measurement of the Unterchristisolier stressess and the categorization in error-free or faulty.
  • the device may comprise a frequency generator and / or analyzer.
  • the insulation panel is now deliberately damaged on one edge so that ambient pressure is established inside.
  • the measured value measured after that is in the range around 90%.
  • a high vacuum insulation body length 380mm, width 337mm, depth 40mm which contains microporous silica and is sealed by a metallized plastic film, is centered on the front of the main surface of a sounder and pressed on the back major surface opposite an electret condenser microphone.
  • a sound or function generator is connected to the sound generator and an oscilloscope to the E lectect condenser microphone.
  • the function generator is tuned with suitable amplification in the range 1000 Hz to 10,000 Hz and determines the highest amplitude natural frequency of the test specimen.
  • Such a natural frequency shows the vacuum insulation body at 8700 Hz in the experimental example with an amplitude of 7.2 V (next natural frequency at 7600 Hz with 6.5 V amplitude).
  • excitation frequencies and / or excitation spectra and / or amplitudes can be used or combined for evaluation, as well as the phase shift or displacements, which occurs depending on internal pressure or occur as evaluation parameters.

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Abstract

Verfahren zur Prüfung von Unterdruckisolierkörpern, dadurch gekennzeichnet, dass ein Unterdruckisolierkörper mit einem mechanischen und / oder akustischen Signal angeregt und / oder beaufschlagt wird und mit einer Empfängereinheit die Signalantwort empfangen und mittels einer Auswerteeinheit ausgewertet und / oder verglichen wird.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung von Unterdruckisolierkörpern
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Prüfung von Unterdruckisolierkörpern mittels eines mechanischen und / oder akustischen Signals und dazugehöriger Auswertung.
Unterdruckisolierkörper, z.B. Dewargefäße aus Glas oder Stahl, Vakuumpa- nele aus Stahlblech oder Kunststoff(verbund)folie mit und ohne Füllstoffen (z.B. Glasschaum, Glashohlkugeln, pyrogener Kieselsäure, PUR-Schaum etc.), werden zunehmend eingesetzt, um die hohen Isolationsanforderungen in technischen Produkten und im Baubereich zu erfüllen. Der innerhalb des Isolierkörpers bestehende Unterdruck kann ein geringes, vorzugsweise aber mittleres bis hohes Vakuum aufweisen. Das innere Va- kuum kann fertigungs- oder altersbedingt sowie durch mechanische Beschädigung schlechter werden oder bei Leckagen auf Umgebungsdruck abfallen. Hierdurch kann sich die Isolationswirkung der Unterdruckisolationskörper erheblich verschlechtern.
Zur Prüfung der einwandfreien Druckdichtigkeit bzw. Isolationswirkung von
Unterdruckisolationskörpern werden verschiedene direkte und indirekte Verfahren eingesetzt, z.B. Druck- bzw. Unterdruckmessverfahren insbesondere Saugglocken zur Messung einer sich anhebenden Kunststofffolie vom Körper, im Inneren des Unterdruckisolationskörpers integrierte Reflektoren zur Messung von Wärmekennzahlen mittels zugeführter und abgegebener
Wärmeenergie.
In der DE10348169A1 wird beispielsweise ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung des Gasdrucks in metallummantelten Hohlkörpern beschrieben, wobei ein höher als die Metallfolie temperierter Messkopf auf ei- nen Unterdruckisolierkörper aufgesetzt wird und der unterdruckabhängige Wärmestrom gemessen wird. Nachteilig sind die bekannten Verfahren und Vorrichtungen insbesondere für die Qualitätskontrolle einer Serienproduktion und / oder die andauernde Dichtigkeitsüberwachung in technischen Anwendungen, da sie
• üblicherweise lange Messzeiträume erfordern und / oder • Wärmeenergie auf die Kunststofffolien aufgebracht werden muss und
/ oder
• die Kunststofffolie durch Saugglockenunterdruck zusätzlich dehnen und dadurch z.B. die Metallisierung oder Verbindungsnähte der Folien undicht werden können und / oder • zusätzliche Sensoren im vakuumisierten Körper erforderlich sind,
• die eingesetzten Verfahren und Vorrichtungen technisch fehleranfällig und / oder komplex und / oder teuer sind.
Die Einzelprüfung von z.B. Unterdruckisolationskörpern ist daher bisher nicht verbreitet.
Unabhängig von der Produktionsendprüfung ist die kostengünstige und schnelle Prüfung der Eigenschaften des häufig mechanisch und thermisch empfindlichen Unterdruckisolierkörpers auf Basis verschweißter Kunststofffo- lien im An- bzw. Einbauzustand bisher ebenfalls nicht effektiv und wirtschaftlich geeignet gelöst worden. Alterungsbedingt kann der Unterdruck von handelsüblichen Unterdruckisolationskörpern von anfangs 3 mbar um 1 mbar pro Jahr ansteigen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Prüfung der Dichtigkeit bzw. Isolationswirkung von Unterdruckisolationskörpern, beizustellen, um die Prüfung der Isolationskörper ohne Inkaufnahme der vorgenannten Nachteile zu erreichen.
Hierzu wird der Unterdruckisolierkörper beispielsweise auf einer Halterung aufgelegt und / oder befestigt und mit einem vorzugsweise mechanischen und / oder akustischen Signalgeber angeregt.
Mittels eines vorzugsweise mechanischen und / oder akustischen und / oder optischen Signalempfängers wird das reflektierte bzw. abgestrahlte Antwort- signal aufgenommen und mittels einer Auswerteeinheit ausgewertet. Das vom Signalempfänger empfangene Antwortsignal wird mit Sollparametern verglichen und hieraus die Übereinstimmung der Eigenschaften des Prüf- lings mit einem einwandfreien Unterdruckisolationskörper durch Vergleich von Grenzwerten und / oder Funktionsverläufen und / oder -bereichen geprüft.
In einer bevorzugten Ausgestaltungsform ist der Signalgeber ein Stoßelement und stößt den Unterdruckisolationskörper von einer Seite an. Der Empfänger ist ein Bewegungssensor auf gleicher oder gegenüberliegender Seite. Die relative Position von Sender und Empfänger zueinander ist mit den prüfkörperspezifischen Referenzdaten bzw. -funktionen gekoppelt. Mittels einer elektronischen Schaltung wird die Signalanalyse durchgeführt.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsform ist der Signalgeber ein Schallgeber, vorzugsweise ein Ultraschallgeber.
In diesem Fall enthält das Antwortsignal Komponenten aus Köper- und Luft- schall, die durch einen Unterdruck bzw. die Stärke eines Unterdrucks im Isolationskörper charakteristisch modifiziert werden.
In einer anderen Ausgestaltungsform ist der Schallgeber ein Ultraschallgeber, welcher im Unterdruckisolationskörper, neben den bisher beschriebenen Antwortsignalen, zusätzliche Wärmeenergie insbesondere durch Reibung freisetzt, welche wiederum über einen Signalempfänger, vorzugsweise ein Temperaturmesssystem oder eine Wärmebildkamera erfasst werden kann.
In einer Ausgestaltungsform wird zwischen Signalgeber und -empfänger die Lautstärke eines Signals ausgewertet.
In einer anderen Ausgestaltungsform wird die Amplitude und / oder unter- druckabhängigen Phasenverschiebung des mindestens einen Signals ausgewertet.
Insbesondere zur Verbesserung der Messgenauigkeit können einerseits Messungen wiederholt werden (Verbesserung des Signal-Rausch- Verhältnisses).
Zur Verbesserung der Messgenauigkeit können verschiedene Signale aufgegeben und / oder ausgewertet bzw. kombiniert ausgewertet werden. Auf- grund der unterdruckkörper-charakteristischen Messsignale kann hierdurch auch eine Identifizierung von unterschiedlichen Unterdruckkörpern erfolgen.
Insbesondere zur Verbesserung der Messgenauigkeit können auch ver- schiedene Signalgeber und / oder Signalaufnehmer örtlich und / oder zeitlich kombiniert verwendet werden.
Herkömmliche Messverfahren prüfen die Isolationswirkung oder die noch verbliebene Isolationswirkung von Unterdruckisolierkörpern mittels Anlegen von Vakuum bzw. Überdruck. Der erfindungsgemäße Gedanke der vorliegenden Erfindung ist jedoch darauf gerichtet, Wellen in Form von Schallwellen, Radiowellen, Lichtwellen, akustischen Wellen, Mikrowellen, Infrarotwellen, Wärmewellen oder Wellen im Ultraschallbereich einzusetzen und die Unterschiede in Wellenlänge, Frequenz und/oder Amplitude von eingestrahl- ter und reflektierter Welle zu benutzen, um darüber die Isolationswirkung von Unterdruckisolierkörpern zu bestimmen.
Geeignete Wellen liegen im Frequenzbereich von vorzugsweise 10 Hz bis 500THz. Geeignet sind:
16 Hz bis 20.000 Hz (bzw. 20 kHz): hörbarer Bereich
20 kHz bis 1 GHz: Ultraschall
100 GHz bis 400 THz: Infrarot
Für diese Bestimmung eignet sich jede Vorrichtung, welche über einen Sender und Empfänger verfügt, welche räumlich derart angeordnet werden können, dass eine Welle vom Sender zum Unterdruckisoiierkörper ausgestrahlt und eine reflektierte und / oder überge- und / oder durchgeleitete Welle vom Empfänger wieder aufgefangen werden kann.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung von Unterdruck- isolierkörpem, wobei ein Unterdruckisoiierkörper mit mindestens einem mechanischen oder akustischen Signal oder einer Kombination aus mechanischem und akustischem Signal angeregt und / oder beaufschlagt wird und mit mindestens einer Empfängereinheit die Signalantwort empfangen und mittels einer Auswerteeinheit ausgewertet und / oder verglichen wird.
Bei dem mindestens einen mechanischen und / oder akustischen Signal handelt es sich vorzugsweise um ein Signalmuster, einen Impuls oder eine Anregungsschwingung oder Kombinationen davon.
Die Auswerteeinheit vergleicht direkt oder nach mathematischer Signalanalyse das Empfangssignal mit mindestens einem definierten Vergleichspara- meter, insbesondere mit mindestens einem Grenzwert oder mindestens einer Grenzwertfunktion. Das erfindungsgemäße Verfahren benutzt eine Eichkurve oder einen bevorzugten Messbereich, welcher nach Standardmethoden je nach Art des Unterdruckisolierkörpers zuvor mit einwandfreien Referenz-Unterdruckisolierkörpern ermittelt wurde. Beispielsweise wird bei der jeweiligen Art von Unterdruckisolierkörpern die amplitudenstärkste Eigenfrequenz oder Resonanzfrequenz bei intakten Unterdruckisolierkörpern bestimmt und diese danach als Messbereich für die Einzelprüfung von Serienprodukten dieses Typs von Unterdruckisolierkörpern benutzt.
Die erhaltenen Messwerte werden dann mit der Eichkurve verglichen, worüber sowohl qualitative als auch quantitative Aussagen hinsichtlich der Isolierqualität der Unterdruckisolierkörper getroffen werden können. Im einfachsten Fall wird festgestellt, ob noch Vakuum vorhanden ist oder Umgebungsdruck im Isolierkörper herrscht. Andererseits kann auch ermittelt wer- den, ob sich das Vakuum im Unterdruckisolierkörper vermindert und dadurch die Isolierwirkung nachgelassen hat.
Die Auswerteeinheit kann insofern mindestens ein Temperatursignal, akustisches Signal oder optisches Signal zur Auswertung berücksichtigen.
Als Signalgeber wird vorzugsweise mindestens ein nichtthermischer und / oder luft- bzw. gasdruck-verändemder Signalgeber eingesetzt. Beispiele für Signalgeber sind mechanisches Schlag- oder Stoßelemente, Schallgeber, Ultraschallgeber, wie vorzugsweise ein Piezosummer oder Lautsprecher.
Als Signalempfänger eignen sich Bewegungssensoren, Schallempfänger, wie vorzugsweise ein Mikrofon, Temperaturmesssysteme, Wärmebildkame- ras oder andere Systeme, welche in der Lage sind die vom Signalgeber erzeugten und vom Unterdruckisolierkörper reflektierten Signale zu empfangen und vorzugsweise von Störsignalen zu trennen.
Der mindestens eine Signalempfänger misst vorzugsweise die Impedanz.
Signalgeber und Signalempfänger sind vorzugsweise auf gegenüberliegenden Seiten des Unterdruckisolierkörpers platziert, z.B. der Signalgeber weitgehend zentriert auf der Vorderfläche des Unterdruckisolierkörpers und der Signalempfänger weitgehend zentriert auf der Rückfläche des Unterdruckisolierkörpers. Der mindestens eine Signalempfänger misst das durch den Unterdruckisolierkörper tretende Signal des mindestens einen Signalgebers. Um die Messgenauigkeit zu erhöhen, können auch mehr als ein Signalgeber und auch mehr als ein Signalempfänger eingesetzt werden, wobei ein Sig- nalgeber und ein Signalempfänger zur Ausführung der erfindungsgemäßen Verfahrens genügen. Ferner ist nicht zwingend, dass Signalgeber und Signalempfänger auf gegenüberliegenden Flächen des Unterdruckisolierkörpers angeordnet sind. Signalempfänger als auch Signalgeber können auch auf derselben Fläche des Unterdruckisolierkörpers angeordnet sein, wobei die relative Anordnung zueinander während einer Messung als auch bei der Serienmessung einer Vielzahl von Unterdruckisolierkörpern nicht verändert werden sollte.
Wird ein Signalgeber zusammen mit mehreren Signalempfängern einge- setzt, so werden vorzugsweise die Einzelsignale der einzelnen Empfänger gemittelt und der gemittelte Wert mit der Eichkurve verglichen.
Ausgemessene Unterdruckisolierkörper werden vorzugsweise bei einer gemessenen Schwingungsamplitude unterhalb von 20% vorzugsweise unter- halb von 15% weiter bevorzugt unterhalb von 10% zu einem Referenzwert eines intakten Unterdruckisolierkörpers als fehlerhaft gekennzeichnet oder angezeigt und danach eventuell einer Fehlerbehandlung unterworfen.
Zur Ausmessung von Unterdruckisolierkörpem mit schwingungsfähigen und / oder flexiblen Oberflächen, wie vorzugsweise mit Kunststofffolien, eignen sich insbesondere optische Empfänger zur Bewegungsmessung der schwingungsfähigen und / oder flexiblen Oberflächen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird zur Prüfung eines veränderten Innendrucks im Unterdruckisolationskörper mindestens eine Anregungsschwingung verwendet, welche eine Resonanz- Schwingung des Unterdruckisolierkörpers ist.
Zur Prüfung eines veränderten Innendrucks im Unterdruckisolationskörper wird vorzugsweise mindestens eine Anregungsschwingung im Bereich von 50 Hz bis 50.000 Hz, vorzugsweise von 500 Hz bis 20.000 Hz, weiter bevor- zugt zwischen 1000 Hz und 12.000 Hz verwendet. Die Prüfung dauert in der Regel 0,1 s bis 10 s, vorzugsweise 0,5 s bis 5 s. Bei akustischen Messungen ist grundsätzlich darauf zu achten, dass Umgebungsgeräusche durch Rauschunterdrückung und / oder Antischallverfahren und / oder akuti- sche Kapselung weitgehend eliminiert werden.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Prüfung von Unterdruckisolationskörpern, wobei mindestens ein Signalgeber und mindestens ein Signalempfänger benachbart oder im Wesentlichen gegenüber an einem Unterdruckisolierkörper angeordnet und vorzugsweise aufge- presst werden.
Diese Vorrichtung umfasst also zumindest einen Signalgeber zur Erzeugung eines mechanischen oder akustischen Signals und einen Signalempfänger zum Empfang des durch den Unterdruckisolierkörper tretenden oder von dem Unterdruckisolierkörper reflektierten Signals und eine Anzeigeeinheit oder eine Auswerteeinheit, welche das vom Signalempfänger empfangene Signal anzeigt oder direkt derart auswerte, dass der vermessene Unterdruckisolierkörper als fehlerhaft oder fehlerfrei ausgegeben wird. Die Vorrichtung kann des weiteren eine Haltevorrichtung zur festen Anordnung von Signal- geber und Signalempfänger relativ zueinander umfassen.
Vorzugsweise ist die Haltevorrichtung derart ausgestaltet, dass Signalgeber und Signalempfänger von gegenüberliegenden Seiten auf den Unterdruckisolierkörper aufgesetzt oder aufgepresst werden.
Des Weiteren wird der Unterdruckisolationskörper auf einer, vorzugsweise automatisch bewegten, Haltevorrichtung gelagert und mindestens ein Sig- nalgeber und mindestens eine Signalempfänger werden vorzugsweise automatisch an den Unterdruckisolierkörper für ein Messintervall angeordnet, d.h. vorzugsweise aufgepresst. Danach erfolgt die Ausmessung des Unterdruckisolierkörpers und die Kategorisierung in fehlerfrei oder fehlerhaft. Dieser Ablauf kann automatisiert und für eine Serientestung von Unterdruck- isolierkörpern eingesetzt werden. Femer kann die Vorrichtung einen Frequenzgenerator und / oder -analysator aufweisen.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung, den Figuren und den Beispielen.
Beispiele
Versuchsbeispiel 1:
Einem handelsüblichen evakuierten Isolationspanel in Plattenform mit einer Dicke von 20 mm und einer metallisierten Kunststofffolienhülle wird auf der einen Seite ein Kopfhörerlautsprecher mit einer Schallschutzhaube mit mäßigem Druck aufgepresst. Auf der anderen Seite des Isolationspanels wird ein Mikrophon mit Schallschutzhaube angepresst. Auf den Lautsprecher wird dann eine 50 Hz Schwingung aufgegeben und der Pegel des am Verstärker angeschlossenen Mikrophons auf 100% des Anzeigebereichs des Eingangssignals eingestellt (Referenzwert).
Das Isolationspanel wird an einer Kante nunmehr gezielt beschädigt, so dass sich im Inneren Umgebungsdruck einstellt. Der danach gemessene Anzeigewert liegt im Bereich um 90%.
Durch Erweiterung und Verfeinerung der Messmethodik und Signalanalysemethoden können verschiedene, den Prüfkörper charakterisierende Effekte, die eine Funktion bzw. Abhängigkeit vom Innendruck aufweisen, genutzt werden.
Versuchsbeispiel 2:
An einem hochstehenden Unterdruckisolierkörper Länge 380mm, Breite 337mm, Tiefe 40mm), welcher mikroporöse Kieselsäure beinhaltet und mittels einer metallisierten Kunststofffolie eingeschweißt ist, wird mittig auf der vorderen Hauptfläche ein Schallgeber und auf der rückseitigen Hauptfläche gegenüber ein Elektret-Kondensatormikrofon angedrückt. An den Schallgeber wird ein Ton- bzw. Funktionsgenerator angeschlossen und an das E- lektret-Kondensatormikrofon ein Oszilloskop. Der Funktionsgenerator wird mit geeigneter Verstärkung im Bereich 1000 Hz bis 10.000 Hz durchgestimmt und die amplitudenstärkste Eigenfrequenz des Prüfkörpers ermittelt. Eine solche Eigenfrequenz zeigt der Unterdruckisolationskörper bei 8700 Hz im experimentellen Beispiel mit einer Amplitude von 7.2 V (nächste Eigenfrequenz bei 7600 Hz mit 6,5 V Amplitude). Durch Einstich wird das Vakuum im Unterdruckisolationskörper durch Normaldruck ersetzt und ein Abfall der über das Mikrofon gemessenen Schwingungsamplitude um 30% beobachtet. Für eine Charakterisierung ausreichenden Vakuums in der Serienprüfung werden bei 8700 Hz zwei weitere gleichartige Unterdruckisolationskörper vermessen und eine Amplitudenstreuung von < 12% bei 8700 Hz a) der un- beschädigten und b) aus Normaldruck veränderten Prüfkörper ermittelt.
Vorgenanntes Versuchsbeispiel wurde auch mit einer Eigenfrequenz von 7200 Hz an vergleichbaren Unterdruckisolationskörpern wiederholt, wobei die Amplitude bei 6,5 V lag und die prozentualen Veränderungen vergleich- bar waren.
Für die Qualitätsprüfung können verschiedene Anregungsfrequenzen und / oder Anregungsspektren und / oder -amplituden zur Evaluierung verwendet bzw. kombiniert werden, sowie die Phasenverschiebung oder - Verschiebungen, die innendruckabhängig auftritt bzw. auftreten als Auswerteparameter verwendet werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Prüfung von Unterdruckisolierkörpem, dadurch gekenn- 5 zeichnet, dass ein Unterdruckisolierkörper mit mindestens einem mechanischen und / oder akustischen Signal angeregt und / oder beaufschlagt wird und mit mindestens einer Empfängereinheit die Signalantwort empfangen und mittels einer Auswerteeinheit ausgewertet und / oder verglichen wird. 0
2. Verfahren zur Prüfung von Unterdruckisolierkörpem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine mechanische und / oder akustische Signal ein Signalmuster und / oder Impuls und / oder eine Anregungsschwingung ist.
3. Verfahren zur Prüfung von Unterdruckisolierkörpem nach einem der5 vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit direkt und / oder nach mathematischer Signalanalyse das Empfangssignal mit mindestens einem definierten Vergleichsparameter, insbesondere mit mindestens einem Grenzwert und / oder mindestens einer Grenzwertfunktion, vergleicht. 0
4. Verfahren zur Prüfung von Unterdruckisolierkörpem nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit mindestens ein Temperatursignal zur Auswertung berücksichtigt.
5. Verfahren zur Prüfung von Unterdruckisolierkörpem nach einem der5 vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Signalgeber ein nichtthermischer und / oder luft- bzw. gas- druck-verändernder Signalgeber ist.
6. Verfahren zur Prüfung von Unterdruckisolierkörpem nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindes- o tens eine Signalgeber ein mechanisches Schlag- oder Stoßelement ist.
7. Verfahren zur Prüfung von Unterdruckisolierkörpem nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Signalgeber ein Schallgeber, vorzugsweise ein Piezosummer und / oder Lautsprecher, ist.
8. Verfahren zur Prüfung von Unterdruckisolierkörpern nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Signalgeber ein Ultraschallgeber ist.
9. Verfahren zur Prüfung von Unterdruckisolierkörpern nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Signalempfänger ein Bewegungssensor ist.
10. Verfahren zur Prüfung von Unterdruckisolierkörpern nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Signalempfänger ein Schallempfänger, vorzugsweise ein Mik- rofon, ist.
11. Verfahren zur Prüfung von Unterdruckisolierkörpern nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Signalempfänger ein Temperaturmesssystem und / oder eine Wärmebildkamera ist.
12. Verfahren zur Prüfung von Unterdruckisolierkörpern nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Signalempfänger die Impedanz mißt.
13. Verfahren zur Prüfung von Unterdruckisolierkörpern nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindes- tens eine Signalempfänger ein optischer Sender mit optischem Empfänger zur Bewegungsmessung von schwingungsfähigen und / oder flexiblen Oberflächen, vorzugsweise von Kunststofffolien, ist.
14. Verfahren zur Prüfung von Unterdruckisolierkörpern nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Prü- fung eines veränderten Innendrucks im Unterdruckisolationskörper eine
Anregungsschwingung verwendet wird, welche eine Resonanzschwingung des Unterdruckisolierkörpers ist.
15. Verfahren zur Prüfung von Unterdruckisolierkörpern nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Prü- fung eines veränderten Innendrucks im Unterdruckisolationskörper mindestens eine Anregungsschwingung im Bereich von 50 Hz bis 50.000 Hz, vorzugsweise von 500 Hz bis 20.000 Hz, weiter bevorzugt zwischen 1000 Hz und 12.000 Hz verwendet wird.
16. Verfahren zur Prüfung von Unterdruckisolierkörpern nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfung 0,1 s bis 10 s, vorzugsweise 0,5 s bis 5 s benötigt.
17. Verfahren zur Prüfung von Unterdruckisolierkörpem nach einem der 5 vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als jeweils ein Signalgeber und / oder jeweils mehr als ein Signalaufnehmer kombiniert verwendet und / oder ausgewertet werden.
18. Verfahren zur Prüfung von Unterdruckisolierkörpem nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Messungen0 wiederholt werden und zur Verbesserung des Signal-Rausch-
Verhältnisses durch Addition aufgenommener Signale und / oder signalanalytische Verfahren und / oder Filter die Messergebnisgenauigkeit verbessert wird.
19. Verfahren zur Prüfung von Unterdruckisolierkörpem nach einem der5 vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer gemessenen Schwingungsamplitude unterhalb von 20% vorzugsweise unterhalb von 15% weiter bevorzugt unterhalb von 10% zu einem Referenzwert eines intakten Unterdruckisolierkörpers dieser Unterdruckisolierkörper als fehlerhaft gekennzeichnet und / oder angezeigt wird und / o oder einer Fehlerbehandlung unterworfen wird.
20. Verfahren zur Prüfung von Unterdruckisolierkörpem nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Umgebungsgeräusche durch Rauschunterdrückung oder Antischallverfahren eliminiert werden. 5
21. Vorrichtung zur Prüfung von Unterdruckisolationskörpem, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Signalgeber und mindestens ein Signalempfänger benachbart und / oder im wesentlichen gegenüber an einem Unterdruckisolierkörper angeordnet, vorzugsweise aufgepresst werden. 0
22. Vorrichtung zur Prüfung von Unterdruckisolationskörpem nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Un- terdruckisolationskörper auf einer, vorzugsweise automatisch bewegten, Haltevorrichtung gelagert wird und mindestens ein Signalgeber und mindestens ein Signalempfänger, vorzugsweise automatisch, an den Unterdruckisolierkörper für ein Messintervall zugeordnet, vorzugsweise aufgepresst, werden.
23. Vorrichtung zur Prüfung von Unterdruckisolierkörpern nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die Vor- richtung einen Frequenzgenerator und / oder -analysator aufweist.
24. Vorrichtung zur Prüfung von Unterdruckisolierkörpern nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Signalgeber und / oder mindestens zwei Signalaufnehmer verwendet werden, insbesondere zur Verbesserung der Messgenauigkeit.
25. Vorrichtung zur Prüfung von Unterdruckisolierkörpern nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit Messungen wiederholt um das Signal-Rausch-Verhältnis zu verbessern und / oder signalanalytische Verfahren anwendet und / oder Filter verwendet um dadurch die Messgenauigkeit zu erhöhen.
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